CN116375119A - 基于大数据实现污水处理的数据可视化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据采集技术领域，一种基于大数据实现污水处理的数据可视化方法及装置，包括：连接木质素凝胶制作设备及污水净化设备，并启动木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件；确定待处理污水，利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集，利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集。本发明可提高基于污水处理过程的可视化时效性。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种基于大数据实现污水处理的数据可视化方法、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
伴随科学技术的不断发展，智能化手段普及度越来越高，如在污水处理领域，也逐渐通过智能方法可视化污水处理过程。
目前常用的污水处理数据可视化方法，主要依赖于污水处理完成后所收集的数据，如某大型污水处理厂处理完一批污水以后，收集处理污水所使用的木质素质量、活性炭质量、电力消耗等数据并打包并发送至可视化系统，从而生成处理这批污水的数据可视化界面。
上述方法虽然可实现污水处理数据的可视化，但明显的，其可视化的时效性较差，如何基于污水处理数据实时可视化污水处理过程，是急需解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种基于大数据实现污水处理的数据可视化方法、计算机可读存储介质，其主要目的在于提高基于污水处理过程的可视化时效性。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，包括：
接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备；
当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息；
将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水；
利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集；
将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集；
利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
可选地，所述木质素凝胶制作设备由悬浮液制造模块、冷冻干燥模块及炭化模块组成，所述污水净化设备由吸附塔模块、活性炭吸附模块、化工反应模块及净化水存储模块组成，且每个模块内均安装有传感器，用于与污水处理孪生系统执行数据交互。
可选地，所述木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应，且木质素凝胶孪生组件由悬浮液制造孪生单元、冷冻干燥孪生单元及炭化孪生单元组成，污水净化孪生组件由吸附塔孪生单元、活性炭吸附孪生单元、化工反应孪生单元及净化水存储孪生单元组成。
可选地，所述确定是否存在运行状态异常的孪生组件，包括：
生成运行状态检测指令，并将运行状态检测指令分发至每个模块所在的传感器；
确定是否存在未响应运行状态检测指令的模块；
若存在未响应运行状态检测指令的模块，则确定该模块对应的孪生单元为运行状态异常的孪生单元。
可选地，所述获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，包括：
确定未响应运行状态检测指令的传感器，其中，传感器编号为：
其中，/>
表示传感器编号，/>
表示传感器所在的污水处理设备的编号，污水处理设备包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，/>
表示为木质素凝胶制作设备，/>
表示为污水净化设备，/>
表示传感器所在的模块的编号，/>
表示传感器在所在模块的编号；
根据所述传感器编号从污水处理孪生系统中获取该传感器的孪生组件信息，其中，该传感器的孪生组件信息的表示方法为：
其中，
表示该传感器的孪生组件信息，/>
表示所述传感器编号，/>
表示该传感器的基础信息，基础信息包括传感器的类型、运行参数，/>
为该传感器当前工作状态，此时该传感器的当前工作状态为故障，/>
为该传感器的功耗值，/>
表示该传感器工作状态为正常时所生成的工作数据存储地址。
可选地，所述利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，包括：
称量待处理污水的污水质量，根据所述污水质量计算得到所需的木质素凝胶质量，将污水质量及木质素凝胶质量作为原料基础信息保存至污水处理孪生系统；
根据所述木质素凝胶质量，称取固体木质素及纤维素纳米纤维，将所述固体木质素及纤维素纳米纤维导入至悬浮液制造模块中执行悬浮液制作，得到木质素悬浮液；
利用悬浮液制造孪生单元获取悬浮液制造模块在制作悬浮液的信息，得到悬浮液制作信息；
启动冷冻干燥模块，其中冷冻干燥模块由加热器、液氮释放器及导管组成，将木质素悬浮液利用导管导入至加热器，并利用加热器加热木质素悬浮液至指定温度，并维持指定温度持续至指定时间后，利用液氮释放器释放液氮冷冻木质素悬浮液，得到木质素冷冻体；
利用冷冻干燥孪生单元获取冷冻干燥模块在制造木质素冷冻体的信息，得到冷冻体制作信息；
利用炭化孪生单元对木质素冷冻体执行炭化处理，得到木质素凝胶，并利用炭化孪生单元获取炭化制作信息；
汇集所述原料基础信息、悬浮液制作信息、冷冻体制作信息及炭化制作信息，得到所述木质素凝胶制作信息集。
可选地，所述将所述固体木质素及纤维素纳米纤维导入至悬浮液制造模块中执行悬浮液制作，得到木质素悬浮液，包括：
启动悬浮液制造模块，其中，悬浮液制造模块由清洗第一溶解器、第二溶解器及第三溶解器组成；
将固体木质素先导入至第一溶解器，并在第一溶解器中加入蒸馏水，得到木质素溶解液；
摇匀木质素溶解液后，将木质素溶解液转入至第二溶解器，并在第二溶解器中加入四氧化三铁摇匀，生成絮状木质素；
过滤得到絮状木质素并将絮状木质素加入至第三溶解器，其中，第三溶解器预先加入所述纤维素纳米纤维，摇匀得到所述木质素悬浮液。
可选地，所述悬浮液制作信息包括固体木质素质量、蒸馏水质量、四氧化三铁质量与浓度及纤维素纳米纤维质量、摇晃木质素溶解液的摇晃频率、过滤得到絮状木质素的过滤时间、木质素溶解液质量、絮状木质素质量及木质素悬浮液质量。
可选地，所述将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集，包括：
将待处理污水导入至吸附塔模块的储水池，其中，储水池中安装有流动装置，利用流动装置可驱动储水池中的待处理污水朝各个方向流动，且吸附塔模块还包括多条吸附带，吸附带位于储水池内；
在每条吸附带中均加入木质素凝胶后，启动流动装置驱动待处理污水朝各个方向流动，并利用每条吸附带内的木质素凝胶吸附待处理污水的污染物，得到第一净化污水；
在生成第一净化污水的过程中，获取包括流动装置的工作频率、每条吸附带的木质素凝胶质量及待处理污水的流速，构建得到第一净化信息；
将第一净化污水导入至活性炭吸附模块中，其中，活性炭吸附模块中预先装有活性碳纤维，利用活性碳纤维继续吸附第一净化污水的污染物，得到第二净化污水；
获取包括活性碳纤维质量、第二净化污水质量，构建得到第二净化信息；
在所述化工反应模块内，将除污试剂加入至第二净化污水执行化学净化，得到第三净化污水；
在执行化学净化时，获取除污试剂的浓度、质量及第三净化污水质量，构建得到第三净化信息；
利用净化水存储模块成功存储第三净化污水后，汇总第一净化信息、第二净化信息及第三净化信息得到所述污水净化信息集。
为实现上述目的，本发明还提供一种基于大数据实现污水处理的数据可视化装置，包括：
孪生系统启动模块，用于接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
组件检查模块，用于确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水；
净化信息收集模块，用于利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集；
污水数据可视化模块，用于利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法。
本发明实施例为解决背景技术所述问题，先接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应，明显地，本发明实施例基于数字孪生技术，构建了与污水处理设备集对应的污水处理孪生系统，由于数字孪生可实时高效的采集污水处理设备集每时每刻的数据，并保存至污水处理孪生系统，因此相比于背景技术所述，每次需要统计污水处理数据并可视化来说，时效性更高。故进一步地，在利用污水处理孪生系统之前，先确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水，然后，利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集，可见本发明实施例为了提高可视化的精细度，将污水处理分为木质素凝胶制备过程及污水处理过程，因此对应地，实时收集的数据集也包括木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，故数据收集的时效性和精确度更好，最后，利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。因此本发明提出的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法、电子设备及计算机可读存储介质，其目的是构建可量化的疲劳判断特征，从而可提高基于污水处理过程的可视化时效性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的基于大数据实现污水处理的数据可视化装置的功能模块图；
图3为本发明一实施例提供的实现所述基于大数据实现污水处理的数据可视化方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种基于大数据实现污水处理的数据可视化方法。所述基于大数据实现污水处理的数据可视化方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于大数据实现污水处理的数据可视化方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于大数据实现污水处理的数据可视化方法包括：
S1、接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备；
可解释的是，本发明实施例所述数据可视化指令一般由污水处理管理人员发起。示例性的，小张是一家污水处理厂的污水处理人员，由于小张所在这家污水处理厂极其庞大，无法每次人工实时监测污水处理过程，因此基于数字孪生技术可视化出每次执行污水处理的过程，故小张先发起数据可视化指令。
需了解的是，木质素是一种高度支化且无定型的生物大分子，由愈创木基、紫丁香基和对羟苯基三种苯丙烷单元构成，且木质素衍生材料在吸附领域具有广泛的应用研究，特别是木质素凝胶，其可吸附污水中大量的重金属、染料、药物等物质，是污水处理的重要环节。因此本发明实施例为提高数据可视化效果，细化污水处理过程，将污水处理设备分为木质素凝胶制作设备及污水净化设备。
详细地，所述木质素凝胶制作设备由悬浮液制造模块、冷冻干燥模块及炭化模块组成，所述污水净化设备由吸附塔模块、活性炭吸附模块、化工反应模块及净化水存储模块组成，且每个模块内均安装有传感器，用于与污水处理孪生系统执行数据交互。
需解释的是，每个模块内均安装有传感器的数量、种类及型号均有所不同，需要根据每个模块的功能、工作环境等适应性调整，在此不再赘述。
S2、当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
需理解的是，污水处理孪生系统是根据污水处理设备集而构建的用于监督、管理、跟进等信息的模拟类系统，本发明实施例中，污水处理孪生系统所涉及的数字孪生技术包括但不限于获取污水处理设备内各元素或组件的传感技术、监测技术以及传输技术、存储技术、融合技术、处理技术，还包括各类建模技术以及支撑建模的平台和软件、三维展示和AR/VR技术等。由于目前已有公开文献分析如何构建实体仓库的数字孪生类技术手段，本发明实施例在此不再赘述。
需强调的是，污水处理孪生系统的核心元素依然是组成污水处理孪生系统的所有孪生组件，因此本发明实施例先获取所有的孪生组件，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，而木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应，即木质素凝胶孪生组件由悬浮液制造孪生单元、冷冻干燥孪生单元及炭化孪生单元组成，污水净化孪生组件由吸附塔孪生单元、活性炭吸附孪生单元、化工反应孪生单元及净化水存储孪生单元组成。
S3、确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，其中孪生组件信息包括组件基本信息、组件属性信息；
详细地，所述确定是否存在运行状态异常的孪生组件，包括：
生成运行状态检测指令，并将运行状态检测指令分发至每个模块所在的传感器；
确定是否存在未响应运行状态检测指令的模块；
若存在未响应运行状态检测指令的模块，则确定该模块对应的孪生单元为运行状态异常的孪生单元。
示例性的，现生成运行状态检测指令，并将运行状态检测指令同时发送至上述悬浮液制造模块、冷冻干燥模块、炭化模块、吸附塔模块、活性炭吸附模块、化工反应模块及净化水存储模块内的传感器，并等待每个模块内的一个或多个传感器响应或回复该运行状态检测指令，若冷冻干燥模块内共有10个传感器，但发现仅有9个传感器回复运行状态检测指令，因此可确定未回复传感器为异常传感器，并获取与该异常传感器的孪生组件的孪生组件信息。
进一步地，所述获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，包括：
确定未响应运行状态检测指令的传感器，其中，传感器编号为：
其中，/>
表示传感器编号，/>
表示传感器所在的污水处理设备的编号，污水处理设备包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，/>
表示为木质素凝胶制作设备，/>
表示为污水净化设备，/>
表示传感器所在的模块的编号，/>
表示传感器在所在模块的编号；
根据所述传感器编号从污水处理孪生系统中获取该传感器的孪生组件信息，其中，该传感器的孪生组件信息的表示方法为：
其中，
表示该传感器的孪生组件信息，/>
表示所述传感器编号，/>
表示该传感器的基础信息，基础信息包括传感器的类型、运行参数，/>
为该传感器当前工作状态，此时该传感器的当前工作状态为故障，/>
为该传感器的功耗值，/>
表示该传感器工作状态为正常时所生成的工作数据存储地址。
需解释的是，
表示传感器所在的模块的编号，其中/>
的取值范围由不同污水处理设备所包括的模块总数决定，同理地，/>
表示传感器在所在模块的编号，/>
的取值范围由该模块所安装的传感器总数确定。示例性的，上述冷冻干燥模块内共有10个传感器，但发现仅有编号前9个传感器回复运行状态检测指令，因此第10个传感器为异常传感器，该传感器的编号为：/>
，/>
表示第10个传感器属于木质素凝胶制作设备，/>
表示第10个传感器属于木质素凝胶制作设备的第二个模块，即冷冻干燥模块，/>
表示发生异常的传感器在冷冻干燥模块的编号为10。
可理解的是，获取运行状态异常的传感器所对应的孪生组件信息，可帮助污水处理管理人员定位诊断传感器问题，从而达到及时高效的解决问题，避免耽误污水处理的效率。
S4、将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水。
可理解的是，运行状态异常的孪生组件也意味着在木质素凝胶制作设备或污水净化设备存在异常，因此会影响后续污水净化过程的数据采集及可视化过程，因此需要先对木质素凝胶制作设备或污水净化设备存在异常执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水，示例性的，现假设化工厂有一批工业废水导入至小张所在的污水处理厂，先需要对该工业废水执行污水净化，则该工业废水即为待处理污水。
S5、利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集。
详细地，所述利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，包括：
称量待处理污水的污水质量，根据所述污水质量计算得到所需的木质素凝胶质量，将污水质量及木质素凝胶质量作为原料基础信息保存至污水处理孪生系统；
根据所述木质素凝胶质量，称取固体木质素及纤维素纳米纤维，将所述固体木质素及纤维素纳米纤维导入至悬浮液制造模块中执行悬浮液制作，得到木质素悬浮液；
利用悬浮液制造孪生单元获取悬浮液制造模块在制作悬浮液的信息，得到悬浮液制作信息；
启动冷冻干燥模块，其中冷冻干燥模块由加热器、液氮释放器及导管组成，将木质素悬浮液利用导管导入至加热器，并利用加热器加热木质素悬浮液至指定温度，并维持指定温度持续至指定时间后，利用液氮释放器释放液氮冷冻木质素悬浮液，得到木质素冷冻体；
利用冷冻干燥孪生单元获取冷冻干燥模块在制造木质素冷冻体的信息，得到冷冻体制作信息；
利用炭化孪生单元对木质素冷冻体执行炭化处理，得到木质素凝胶，并利用炭化孪生单元获取炭化制作信息；
汇集所述原料基础信息、悬浮液制作信息、冷冻体制作信息及炭化制作信息，得到所述木质素凝胶制作信息集。
可理解的是，不同质量的待处理污水，理应需要不同质量的木质素凝胶，因此本发明实施例将污水质量及木质素凝胶质量作为原料基础信息执行保存，以方便后续执行数据可视化操作。
需解释的是，纤维素纳米纤维简称TOCNF，可和木质素加热合成形成包括木质素的水凝胶，是制作木质素凝胶的重要原料。故进一步地，所述将所述固体木质素及纤维素纳米纤维导入至悬浮液制造模块中执行悬浮液制作，得到木质素悬浮液，包括：
启动悬浮液制造模块，其中，悬浮液制造模块由清洗第一溶解器、第二溶解器及第三溶解器组成；
将固体木质素先导入至第一溶解器，并在第一溶解器中加入蒸馏水，得到木质素溶解液；
摇匀木质素溶解液后，将木质素溶解液转入至第二溶解器，并在第二溶解器中加入四氧化三铁摇匀，生成絮状木质素；
过滤得到絮状木质素并将絮状木质素加入至第三溶解器，其中，第三溶解器预先加入所述纤维素纳米纤维，摇匀得到所述木质素悬浮液。
由此可见，木质素悬浮液在制作过程中涉及到固体木质素、蒸馏水、四氧化三铁及纤维素纳米纤维等材料，因此本发明实施例中，所述悬浮液制作信息包括但不限于固体木质素质量、蒸馏水质量、四氧化三铁质量与浓度及纤维素纳米纤维质量、摇晃木质素溶解液的摇晃频率、过滤得到絮状木质素的过滤时间、木质素溶解液质量、絮状木质素质量及木质素悬浮液质量等。
且可理解的是，数字孪生技术可获取各种类型的数据，除上述数据以外，可能还包括第一溶解器、第二溶解器及第三溶解器的质量、悬浮液制造模块在工作时的电压、电流等数据。以此类推，冷冻体制作信息及炭化制作信息所包括的具体数据与悬浮液制作信息的原理相似，在此不再赘述。
S6、将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集。
详细地，所述将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集，包括：
将待处理污水导入至吸附塔模块的储水池，其中，储水池中安装有流动装置，利用流动装置可驱动储水池中的待处理污水朝各个方向流动，且吸附塔模块还包括多条吸附带，吸附带位于储水池内；
在每条吸附带中均加入木质素凝胶后，启动流动装置驱动待处理污水朝各个方向流动，并利用每条吸附带内的木质素凝胶吸附待处理污水的污染物，得到第一净化污水；
在生成第一净化污水的过程中，获取包括流动装置的工作频率、每条吸附带的木质素凝胶质量及待处理污水的流速，构建得到第一净化信息；
将第一净化污水导入至活性炭吸附模块中，其中，活性炭吸附模块中预先装有活性碳纤维，利用活性碳纤维继续吸附第一净化污水的污染物，得到第二净化污水；
获取包括活性碳纤维质量、第二净化污水质量，构建得到第二净化信息；
在所述化工反应模块内，将除污试剂加入至第二净化污水执行化学净化，得到第三净化污水；
在执行化学净化时，获取除污试剂的浓度、质量及第三净化污水质量，构建得到第三净化信息；
利用净化水存储模块成功存储第三净化污水后，汇总第一净化信息、第二净化信息及第三净化信息得到所述污水净化信息集。
需解释的是，所得到的第三净化污水可能还需要执行后续的污水除污工艺，在此不再赘述。此外，除污试剂包括但不限于活性氧化铝、磷酸三钙及氢氧化镁等，当完成污水净化以后，本发明实施例利用数字孪生技术，实时收集每次执行净化工艺所产生的数据，从而汇聚得到污水净化信息集。
S7、利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
需强调的是，不同数据类型可采用不同可视化手段，如热图、曲线图或网格图等形式，需具体数据具体分析，在此不再赘述。
本发明实施例为解决背景技术所述问题，先接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应，明显地，本发明实施例基于数字孪生技术，构建了与污水处理设备集对应的污水处理孪生系统，由于数字孪生可实时高效的采集污水处理设备集每时每刻的数据，并保存至污水处理孪生系统，因此相比于背景技术所述，每次需要统计污水处理数据并可视化来说，时效性更高。故进一步地，在利用污水处理孪生系统之前，先确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水，然后，利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集，可见本发明实施例为了提高可视化的精细度，将污水处理分为木质素凝胶制备过程及污水处理过程，因此对应地，实时收集的数据集也包括木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，故数据收集的时效性和精确度更好，最后，利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。因此本发明提出的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法、电子设备及计算机可读存储介质，其目的是构建可量化的疲劳判断特征，从而可提高基于污水处理过程的可视化时效性。
如图2所示，是本发明一实施例提供的基于大数据实现污水处理的数据可视化装置的功能模块图。
本发明所述基于大数据实现污水处理的数据可视化装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于大数据实现污水处理的数据可视化装置100可以包括孪生系统启动模块101、组件检查模块102、净化信息收集模块103及污水数据可视化模块104。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述孪生系统启动模块101，用于接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
所述组件检查模块102，用于确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水；
所述净化信息收集模块103，用于利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集；
所述污水数据可视化模块104，用于利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
详细地，本发明实施例中所述基于大数据实现污水处理的数据可视化装置100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的基于区块链的产品供应链管理方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
如图3所示，是本发明一实施例提供的实现基于大数据实现污水处理的数据可视化方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线12，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如基于大数据实现污水处理的数据可视化方法程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card， SMC）、安全数字（SecureDigital， SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如基于大数据实现污水处理的数据可视化方法程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如基于大数据实现污水处理的数据可视化方法程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线12可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线12可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线12被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备；
当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息；
将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水；
利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集；
将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集；
利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备；
当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息；
将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水；
利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集；
将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集；
利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述方法包括：
接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备；
当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息；
将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水；
利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集；
将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集；
利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
2.如权利要求1所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述木质素凝胶制作设备由悬浮液制造模块、冷冻干燥模块及炭化模块组成，所述污水净化设备由吸附塔模块、活性炭吸附模块、化工反应模块及净化水存储模块组成，且每个模块内均安装有传感器，用于与污水处理孪生系统执行数据交互。
3.如权利要求2所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应，且木质素凝胶孪生组件由悬浮液制造孪生单元、冷冻干燥孪生单元及炭化孪生单元组成，污水净化孪生组件由吸附塔孪生单元、活性炭吸附孪生单元、化工反应孪生单元及净化水存储孪生单元组成。
4.如权利要求3所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述确定是否存在运行状态异常的孪生组件，包括：
生成运行状态检测指令，并将运行状态检测指令分发至每个模块所在的传感器；
确定是否存在未响应运行状态检测指令的模块；
若存在未响应运行状态检测指令的模块，则确定该模块对应的孪生单元为运行状态异常的孪生单元。
5.如权利要求4所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，包括：
确定未响应运行状态检测指令的传感器，其中，传感器编号为：
其中，/>
表示传感器编号，/>
表示传感器所在的污水处理设备的编号，污水处理设备包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，/>
表示为木质素凝胶制作设备，/>
表示为污水净化设备，/>
表示传感器所在的模块的编号，/>
表示传感器在所在模块的编号；
根据所述传感器编号从污水处理孪生系统中获取该传感器的孪生组件信息，其中，该传感器的孪生组件信息的表示方法为：
其中，
表示该传感器的孪生组件信息，/>
表示所述传感器编号，/>
表示该传感器的基础信息，基础信息包括传感器的类型、运行参数，/>
为该传感器当前工作状态，此时该传感器的当前工作状态为故障，/>
为该传感器的功耗值，/>
表示该传感器工作状态为正常时所生成的工作数据存储地址。
6.如权利要求1所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，包括：
称量待处理污水的污水质量，根据所述污水质量计算得到所需的木质素凝胶质量，将污水质量及木质素凝胶质量作为原料基础信息保存至污水处理孪生系统；
根据所述木质素凝胶质量，称取固体木质素及纤维素纳米纤维，将所述固体木质素及纤维素纳米纤维导入至悬浮液制造模块中执行悬浮液制作，得到木质素悬浮液；
利用悬浮液制造孪生单元获取悬浮液制造模块在制作悬浮液的信息，得到悬浮液制作信息；
启动冷冻干燥模块，其中冷冻干燥模块由加热器、液氮释放器及导管组成，将木质素悬浮液利用导管导入至加热器，并利用加热器加热木质素悬浮液至指定温度，并维持指定温度持续至指定时间后，利用液氮释放器释放液氮冷冻木质素悬浮液，得到木质素冷冻体；
利用冷冻干燥孪生单元获取冷冻干燥模块在制造木质素冷冻体的信息，得到冷冻体制作信息；
利用炭化孪生单元对木质素冷冻体执行炭化处理，得到木质素凝胶，并利用炭化孪生单元获取炭化制作信息；
汇集所述原料基础信息、悬浮液制作信息、冷冻体制作信息及炭化制作信息，得到所述木质素凝胶制作信息集。
7.如权利要求6所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述将所述固体木质素及纤维素纳米纤维导入至悬浮液制造模块中执行悬浮液制作，得到木质素悬浮液，包括：
启动悬浮液制造模块，其中，悬浮液制造模块由清洗第一溶解器、第二溶解器及第三溶解器组成；
将固体木质素先导入至第一溶解器，并在第一溶解器中加入蒸馏水，得到木质素溶解液；
摇匀木质素溶解液后，将木质素溶解液转入至第二溶解器，并在第二溶解器中加入四氧化三铁摇匀，生成絮状木质素；
过滤得到絮状木质素并将絮状木质素加入至第三溶解器，其中，第三溶解器预先加入所述纤维素纳米纤维，摇匀得到所述木质素悬浮液。
8.如权利要求7所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述悬浮液制作信息包括固体木质素质量、蒸馏水质量、四氧化三铁质量与浓度及纤维素纳米纤维质量、摇晃木质素溶解液的摇晃频率、过滤得到絮状木质素的过滤时间、木质素溶解液质量、絮状木质素质量及木质素悬浮液质量。
9.如权利要求8所述的基于大数据实现污水处理的数据可视化方法，其特征在于，所述将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集，包括：
将待处理污水导入至吸附塔模块的储水池，其中，储水池中安装有流动装置，利用流动装置可驱动储水池中的待处理污水朝各个方向流动，且吸附塔模块还包括多条吸附带，吸附带位于储水池内；
在每条吸附带中均加入木质素凝胶后，启动流动装置驱动待处理污水朝各个方向流动，并利用每条吸附带内的木质素凝胶吸附待处理污水的污染物，得到第一净化污水；
在生成第一净化污水的过程中，获取包括流动装置的工作频率、每条吸附带的木质素凝胶质量及待处理污水的流速，构建得到第一净化信息；
将第一净化污水导入至活性炭吸附模块中，其中，活性炭吸附模块中预先装有活性碳纤维，利用活性碳纤维继续吸附第一净化污水的污染物，得到第二净化污水；
获取包括活性碳纤维质量、第二净化污水质量，构建得到第二净化信息；
在所述化工反应模块内，将除污试剂加入至第二净化污水执行化学净化，得到第三净化污水；
在执行化学净化时，获取除污试剂的浓度、质量及第三净化污水质量，构建得到第三净化信息；
利用净化水存储模块成功存储第三净化污水后，汇总第一净化信息、第二净化信息及第三净化信息得到所述污水净化信息集。
10.一种基于大数据实现污水处理的数据可视化装置，其特征在于，所述装置包括：
孪生系统启动模块，用于接收数据可视化指令，根据所述数据可视化指令连接污水处理设备集，其中，污水处理设备集包括木质素凝胶制作设备及污水净化设备，当连接成功污水处理设备集后，启动污水处理孪生系统，其中，污水处理孪生系统包括木质素凝胶孪生组件及污水净化孪生组件，且木质素凝胶孪生组件与木质素凝胶制作设备对应，污水净化孪生组件与污水净化设备对应；
组件检查模块，用于确定是否存在运行状态异常的孪生组件，当存在运行状态异常的孪生组件时，获取运行状态异常的孪生组件在污水处理孪生系统的孪生组件信息，将运行状态异常的孪生组件信息发送至污水处理管理人员执行整修，直至所有的孪生组件的运行状态均正常时，根据所述数据可视化指令确定待处理污水；
净化信息收集模块，用于利用木质素凝胶制作设备制作用于净化所述待处理污水的木质素凝胶，并通过所述木质素凝胶孪生组件捕获木质素凝胶的制作信息，得到木质素凝胶制作信息集，将木质素凝胶及待处理污水导入至污水净化设备执行污水净化，直至完成净化后，收集污水净化孪生组件所产生的污水净化信息集；
污水数据可视化模块，用于利用可视化界面展示木质素凝胶制作信息集与污水净化信息集，完成污水处理的数据可视化。
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2023
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